单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用

文/阎晋龙

随着科技的快速发展，单片机的应用也随着广泛，不仅可以进行逻辑运算，还能够实现算数计算，因此单片机能够加快煤矿电气自动化控制的改进步伐。且近几年煤矿电气自动化控制技术已经广泛应用了单片机技术，同时得到了一定的推广，那么在应用过程中，如何充分发挥出单片机的有效作用，是目前人们比较重视的问题。因此煤矿企业应加强对单片机技术的应用分析及研究，从而保障安全生产效率。

1 单片机

单片机是现代化技术的产物，属于微型计算机控制器，借助中央处理器，与定时器、存储器以及计时器等共同工作，连接输出与输入端口，构成集成电路芯片微型计算机。随着单片机的应用推广，其被广泛应用于工业生产中，使工业生产向着自动化、智能化方向发展。

2 煤矿电气自动化控制技术

煤矿电气自动化控制技术，其主导为电气控制系统，动力传动装置作为辅助，实现煤矿工业生产的自动化。与传统控制系统相比，自动化控制技术重视的是各种技术成果的融合，包含智能技术、计算机技术以及网络通信技术等。同时，电气自动化技术中，既强调操作自动化，还要求监督掌控全部执行元件运行情况，一旦发现问题，在最短时间内做好处理工作，具有明显的技术优势。

3 单片机应用于煤矿电气自动化技术中的作用

就煤矿电气自动化控制技术而言，其主要是实现煤矿生产的自动化。而单片机使网络控制技术，将其有效的应用到煤矿电气自动化控制技术中，能够有效提升煤矿生产的机械化程度及煤矿产量。单片机的主要组成部分为电源模块、存储器模块、漏电闭锁模块以及通信模块。在实际应用过程中，单片机的作用是实时保护及监控电气设备，并收集相关数据，从而实现控制系统的自动化。在煤矿电气自动化控制技术中有效应用单片机，既能实时监控煤矿，还能为煤矿安全生产及运行提供保障，此外生产过程的自动化及智能化有利于煤矿企业发展，提升企业经济效益，为社会提供更好的煤矿能源。

4 单片机在煤矿电气自动化技术中的有效应用

4.1 漏电保护

煤矿企业保护井下供电的主要措施是低压漏电保护系统，其目的在于避免因为触电造成人员安全事故。从低压漏电保护系统的实际应用而言，其原理在于对绝缘电阻进行控制，保证其在一定数值范围内，确保继电器正常运行，使总馈电开关将电源切断，同时通过零序电抗器实现电容电流的补偿。虽然漏电保护的使用目的较好，但其主要由分立元件构成，难以保证其可靠性，特别是带负荷载荷闸中窜在有误动作。这种情况下在其中应用单片机，使其具有击落判断的功能，合闸时保证检漏回路闭锁。同时应用单片机结合零序电流方向，当零序电流检测绝缘后，能够充分发挥出单片机的运算功能及逻辑判断功能，这样在电阻值没有影响的情况下，可以缩小停电范围。

4.2 供电监测

供电监测中应用单片机能够完成实时动态跟踪监测，保证系统云翔的安全稳定性，降低故障及意外状况的发生。同时应用单片机实施监测还能对供电企业实现管理，对变电通信分站加强监督及管理，能够有效保证系统的安全运行，从而有效提升系统的安全可靠性。

4.3 运行监控

煤矿生产过程中，需要操作人员进行用电量统计，这种人工方式不仅无法控制用电量，还加大了操作人员的工作难度。这种情况下可以在其中应用智能电度表，其具有分时累计用电量的优势，且还能分别打印出日总用电量、高峰期用电量、日低后期用电量以及最高负荷用电量等。当用电量处于超负荷状态时，系统会自动发出预警，由调度室做好相应的处理工作。而智能电度表，主要由传感器、外围设备以及单片机等构成，或直接通过单片机检测以及微型机构组成。同时从监控系统而言，传统的环境监控，通常使用手持直读式的检测装置，难以识别出间隔变化。若测量间隔中，瓦斯气体聚集，有可能会造成爆炸事故。而检测系统中应用单片机，通过对矿井环境的参数的实时检测，能够有效提升矿井安全，且可以提前预警安全风险。

4.4 监控系统

煤矿井下开采工作存在一定的安全隐患及风险，为了保证人员生命安全，应加强矿井的安全管理。在电气自动化控制技术应用过程中，应对各个环节加强控制，及时发现问题并作出及时处理，使施工安全系数得到全面提高。在煤矿开采过程中，应保证设备检修的工作效率及质量，设备长时间使用的情况下，需要及时维护及更换零部件。因此应严格遵守设备操作及维护标准，实现全方位检测。同时井下环境恶劣，严重威胁着工作人员的生命安全。如排放有毒气体，无法识别，吸入过多会造成慢性中毒或身心疾病。因此，煤矿企业应对井下环境加强管理及优化，严格监测巷道中气体浓度，一旦浓度超标，立即停止开采工作进行针对性处理。而在其中应用单片机，能够实时监测全部的井下环境，使监测人员能够全面掌握及了解井下环境，主要是对有毒气体进行设备，一旦接近危险值立即处理，启动通风装置，为人员安全做好保障工作，从而为煤矿开采的顺利开展提供保障。

4.5 调度改造

煤矿电气自动化控制系统中调度单片机主要是电动机调度以及滚筒采煤机电动两个方面。就电动机调度而言，其涉及较多功能，如电机车位置跟踪、信号灯指示等。在系统实际运作过程中，通过可编程序控制调度系统，其控制装置具有体积小、灵活性强以及功能性强的优势。此外，就滚筒采煤机调度而言，其在实际应用过程中考虑的主要是煤层厚度，煤矿开采中，应适当调整采煤机，应用传统人工进行调整，一旦开采山顶煤时，调整相对困难，且容易损坏采煤机。而滚筒采煤机中系统主要构成为单片机，其能够测定采煤机中驱动电机的实时情况，如定子电流数值，在此基础上测定负荷情况，一旦负荷超出标准，单片机便输出控制量，对采煤机高度进行相应的调整。同时，在技术改造方面，就矿井提升机而言，传统技术是通过调整绕线式交流电动机转子串电阻的形式，其控制线路相对复杂。对此在其中应用单片机进行技术改造，能够有效测量速度及电流等。这样控制系统在实际运行过程中，单片机能够通过对电流及速度的测量而得出实际负载，在此基础上对负荷进行控制，能够有效解决启动电阻烧坏等部分问题。

4.6 风机节能

风机是煤矿开采中供应空气的主要设备，也是煤矿生产过程中的核心机械设备之一。煤矿井下生产过程中，对风机风速及压力具有一定的要求标准。且空气补充应根据煤矿生产阶段的实际情况实施适当的调节，这个过程可以通过调速系统完成。调速系统主要包含鼠笼式异步电动机变频调速和绕线式交流电动机串级调速两种方式，这两种方式中有效应用单片机，不仅便于系统控制，还能保证系统运行的精度以及安全可靠性。

5 结束语

综上所述，煤矿电气自动化控制技术中应用单片机能够为其控制系统提供强有力的技术支持。在实际应用过程中，应准确了解系统设计需求，从运行监控、漏电保护以及调度改造等方面加强单片机应用效果。同时在应用单片机过程中，还应从其他功能方面满足控制系统设计的需求，且合理的设计数据模块，保证其合理性，从而保证系统运行的可靠性。